fiabilidade e gestão da manutenção de equipamentos portuarios

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECNICA E INDUSTRIAL

FIABILIDADE E GESTO DA MANUTENO DE EQUIPAMENTOS PORTURIOS

Por : Francisco Manuel Horta Mocho

Dissertao apresentada na Faculdade de Cincias e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa, para a obteno do Grau de Mestre em Engenharia de Gesto Industrial, na especialidade de Fiabilidade e Gesto da Manuteno.

Orientador : Professor Doutor Jos Antnio Mendona Dias

LISBOA OUTUBRO 2009

Fiabilidade e gesto da manuteno de equipamentos porturios I

minha famlia

Fiabilidade e gesto da manuteno de equipamentos porturios II

AGRADECIMENTOS

Agradeo desde j ao Professor Rogrio Puga Leal por me ter encaminhado e orientado na definio do tema deste trabalho.

Ao Engenheiro Amaro Mendes da PORTSINES, pela fundamental contribuio dos seus dados que me permitiram proceder anlise e estudos da fiabilidade da instalao e respectivos componentes.

Ao Professor Jos Mendona Dias, um sentido muito obrigado por me ter obrigado a desenvolver uma dissertao sobre um tema que muito me apraz. Ao longo deste ano foi me acompanhando, motivando e incentivando para que este trabalho fosse cada vez mais exigente e rigoroso. Explicando os assuntos abordados com grande clareza e simplicidade. A verdade que sem o seu contributo este trabalho no teria visto a luz do dia.

Aos meus Pais que sempre me motivaram e incentivaram para superar as dificuldades e ter o nimo necessrio para levar o trabalho a bom Porto.

Ao meu tio pela sua insistncia e persuaso para que ambicionasse ir mais longe nos estudos.

minha mulher por ficar sobrecarregada com os nossos filhos durante os inmeros seres que fui fazendo ao longo deste ano.

Fiabilidade e gesto da manuteno de equipamentos porturios III

SUMRIO

Este trabalho pretende fazer uma abordagem e estudo da manuteno de uma

instalao um pouco diferente da indstria corrente, nomeadamente um terminal porturio de descarga e movimentao de granis slidos.

Pretende-se iniciar um estudo sobre a manuteno da instalao utilizando algumas

ferramentas da qualidade como forma de detectar os componentes crticos para depois se fazer um estudo da fiabilidade do sistema e dos seus componentes mais relevantes.

Comeando por utilizar alguns dados histricos das avarias em diagramas de Pareto para determinar componentes ou causas mais frequentes ou importantes, Diagramas

Causa-efeito para se determinar as razes que podem levar a um desgaste prematuro do componente e Diagramas de disperso para se determinar se existe uma co-relao

entre o ritmo da operao e a durao do componente. Depois analisamos os dados das avarias fazendo um teste de Hipteses (Teste de Laplace) para determinar se a fiabilidade e o comportamento da instalao segue uma Distribuio de Poisson Homognea. Atravs destes modelos de fiabilidade vamos ainda determinar os parmetros da manuteno da instalao porturia durante os anos de 2006, 2007 e 2008.

Para determinar a estimativa dos parmetros da distribuio da durao dos componentes faremos, atravs da modelao dos dados histricos na distribuio de Weilbull, seguindo os passos descritos no artigo tcnico do professor Jos Mendona Dias : Optimizao do Perodo de Substituio Preventiva de Componentes em Funo dos Custos, um estudo da durao e comportamento dos cabos de ao das gruas porturias para depois determinar o seu ponto ptimo de substituio cuja relao entre o custo da substituio preventiva e os custos de uma reparao correctiva em funo da

densidade de probabilidade de falha seja a mais econmica.

Fiabilidade e gesto da manuteno de equipamentos porturios IV

SUMMARY

This Project has the purpose to make an approach and maintenance study about a solid bulk terminal witch is an installation much different than the current industry.

The study initiate about maintenance in the machinery by using some quality tools to detect critical components so we can analyse the reliability of the system and their most

important items.

Using the failures historical data in Pareto Diagrams to find critical items or components and the most usual failures and breakdowns, then building a cause and effect diagram to determine the main reasons that can leave to a premature wearing or

failure of the component and a dispersion diagrams to analyse if there is any co-relation between the rhythm of the operations and the live of the component.

Then well analyse the failures historical data with a hypothesis testing (Laplaces Testing) to determine if the reliability and equipment behaviour follows an homogenise Poisson distribution. Trough those reliability models well going to calculate the maintenance parameters of

the facility between 2006 and 2008.

To calculate the estimated distribution parameters about the steel cables duration, well modelling the historical data in a weilbull distribution, following the steps described in the technical article of Professor Jos Mendona Dias Optimal meantime Preventive replacement of components due to the effective costs a study of the duration and

behaviour of the Port Cranes steel cables to calculate the optimal meantime to a preventive replacement instead a corrective maintenance using the probably density

function that provides the lowering costs.

Fiabilidade e gesto da manuteno de equipamentos porturios V

SIMBOLOGIA E NOTAES

TMS Terminal Multipurpose de Sines GT Gross tonnage (Arqueao bruta ou peso bruto da embarcao) DWT Death Weigh tonnage (capacidade de carga liquida) DS Descarregador de Navios, Prtico ou Grua Porturia Mtons Milhares de toneladas Unidade de medida da durao dos cabos de ao Hold Elevao do Balde Close Abertura e fecho do Balde Trolley Carro de movimento horizontal do Balde SR Stacker-reclaimer (Mquina de parque combinada) SL Shiploader (Carregador de Navios) ECV Estao de carregamento de vages Ro-Ro Cais em rampa para carga em rolamento autnomo (Roll-on Roll-off) ZH Zero Hidrogrfico (menor profundidade em mar baixa equinocial) C-n Conveyer n (Transportador de correia) P Potncia activa em (Kw) S- Potncia aparente em (KvA) U1 Tenso de entrada do transformador U2 Tenso de sada do transformador Cos Factor de potncia I Corrente (A) In Corrente nominal (A) Ho: Hiptese nula H1: Hiptese do teste A (Disponibilidade mdia) - A (t) = Probabilidade do elemento estar a funcionar no perodo t MTTF (mean time to failure) Tempo mdio de funcionamento at ocorrer uma falha. MTBF (mean time between failure) Tempo mdio de funcionamento entre falhas (Normalmente este conceito est associado a sistemas reparveis como sejam equipamentos ou grupos de equipamentos) MTTR (mean time to repair) Tempo mdio de reparao aps falha (Normalmente este conceito est associado a sistemas no reparveis como sejam componentes ou equipamentos de substituio integral)

Fiabilidade e gesto da manuteno de equipamentos porturios VI

T Tempo total de funcionamento dos equipamentos durante a recolha dos dados

PPH Processo de Poisson Homogneo PPNH Processo de Poisson No Homogneo Idade do sistema no momento da falha - Taxa de avarias (Avarias/hora ou Avarias/minuto) * - Taxa de avarias (Modelo de Crow) - parmetro de forma da distribuio de Weibull Parmetro de escala da distribuio de Weibull t Parmetro de localizao da distribuio de Weibull Cf - Custo total da interveno correctiva Cp - Custo total da manuteno preventiva C(tp) - Custo por interveno preventiva f(t; ; ) - Funo densidade probabilidade de Weilbull R(tp) - Funo de fiabilidade R(tp) do componente

Fiabilidade e gesto da manuteno de equipamentos porturios VII

NDICE GERAL Pg

ndice de matrias e figuras

- Prembulo e agradecimentosII - Sumario...III - Summary.VI - Simbologia e notaes..V - Indce Geral....VII - ndice de figurasX - Indce de tabelas..XI Simbologia e notaes...XII

1 Introduo

1.1 - mbito do trabalho...1

1.2 Objectivos do trabalho.2

1.3 Condies e pressupostos4

1.4 Corpo do Trabalho...5 1.4.1 Captulo 1..5 1.4.2 Captulo 2..5 1.4.3 Captulo 3..5 1.4.4 Captulo 4..5 1.4.5 Captulo 5..5 1.4.6 Captulo 6..6 1.4.7 Referncias bibliogrficas.6 1.4.8 Anexos...6

2 Pesquisa Bibliogrfica

2.1 Introduo...7

2.2 - Aplicao das ferramentas da qualidade na manuteno.9 2.2.1 Registo e anlise de dados.9 2.2.2 Histogramas.10 2.2.3 Diagrama de Pareto (Anlise ABC) ....11 2.2.4 Diagrama causa-efeito.12 2.2.5 Diagramas de disperso...13 2.2.6 - Fluxogramas..14

2.3 - Gesto de manuteno...15 2.3.1 - Conceitos de manuteno.............15

2.3.2 - Modelos de Fiabilidade (Sistemas Reparveis) ...............16 2.3.2.1 - Falhas num processo de Poisson homogneo.16 2.3.2.2 - Falhas num processo de Poisson no homogneo..16

Fiabilidade e gesto da manuteno de equipamentos porturios VIII

2.4 - Estatsticas da gesto da manuteno.........................................................17 2.4.1 - Fundamentos tericos da distribuio de Weibull................17 2.4.1.1 - Funo densidade probabilidade:18 2.4.1.2 - Funo de risco19 2.4.2 - Funo Fiabilidade...19 2.4.3 - Probabilidade com funo de risco crescente...20

2.5 Teste de Hipteses21 2.5.1 Descrio do teste de hipteses.21 2.5.2 Etapas do teste de hipteses..22 2.5.3 - Aplicao do teste de hipteses fiabilidade23 2.5.4 - Teste de Laplace ...23

2.6 - Classificao dos tipos de manuteno..24 2.6.1 - Manuteno preventiva..24 2.6.2 - Manuteno correctiva...25 2.6.3 - Manuteno de melhoria25

3 Descrio da Instalao Porturia

3.1 Introduo.26

3.2 Descrio da Empresa e enquadramento econmico27 3.2.1 Descrio do processo de descarga...29

3.2.2 - Infra-estrutura Porturia.30 3.2.3 - Enquadramento no sistema energtico Nacional...31

3.3 - Descrio tcnica dos equipamentos porturios...35 3.3.1 Descarregadores de Navios (Prticos de 42 tons).35 3.3.2 - Stacker-Reclaimer..38

3.3.3 Shiploader.40 3.3.4 - Transportadores de correia de borracha.42

3.4 - Equipamentos do estudo.......45

4 - Fiabilidade da instalao de descarga de carvo

4.1 Introduo.....46 4.1.1 - Custos directos.47 4.1.2 - Custos indirectos:48 4.1.3 - Enquadramento das ferramentas da qualidade48

4.2 - Aplicao prtica das ferramentas da qualidade e conceitos abordados...49 4.2.1 - Diagramas de Pareto (Anlise ABC).50

4.2.1.1 - Diagrama de Pareto N de paragens - 2006..................................................50 4.2.1.2 - Diagrama de Pareto com o tempo 2006.51 4.2.1.3 - Diagrama de Pareto N de paragens 2007..52 4.2.1.4 - Diagrama de Pareto com o tempo - 2007.53 4.2.1.5 - Diagrama de Pareto N de paragens 2008..54 4.2.1.6 - Diagrama de Pareto com o tempo 2008.55 4.2.1.7 Concluses55

4.2.2 - Diagrama causa-efeito...56 4.2.3 - Diagramas de disperso.57

4.3 - Modelos de Fiabilidade...59 4.3.1 - Recolha de dados ..59 4.3.2 - Anlise do comportamento da taxa de avarias.......60

4.3.2.1 - Para o caso das falhas ocorridas no ano de 2006..61 4.3.2.2 - Para o caso das falhas ocorridas no ano de 2007..62

Fiabilidade e gesto da manuteno de equipamentos porturios IX

4.3.2.3 - Para o caso das falhas ocorridas no ano de 2008..63 4.3.2.4 - Para o caso das falhas ocorridas entre 2006 e 2008.64 4.3.2.5 - Resumo dos parmetros de manuteno obtidos..............64

5 - Manuteno preventiva de componentes

5.1 Introduo...65 5.1.1 - Descrio do componente..65 5.1.2 - Manuteno do componente..66 5.1.3 - Descrio do funcionamento dos cabos num descarregador..68

5.2 - Estudo da durao dos componentes e custos associados......69 5.2.1 - Determinao dos custos Manuteno preventiva e correctiva.70 5.2.2 - Relatrios dos custos com os trabalhos de manuteno....72

5.2.3 - Durao mdia dos cabos em operao.73 5.2.4 - Determinao dos parmetros estatsticos da durao dos cabos..74

5.2.4.1 - Determinao dos parmetros dos Cabos do Hold DS1 e DS275 5.2.4.2 - Determinao dos parmetros dos Cabos do Close DS1 e DS2...77 5.2.4.3 - Determinao dos parmetros dos Cabos do Trolley LT.79 5.2.4.4 - Determinao dos parmetros dos Cabos do Trolley LM81 5.2.4.5 - Parmetros resumidos na tabela...83

5.3 Clculo do perodo ptimo de manuteno preventiva dos componentes 5.3.1 Metodologia..84 5.3.2 - Clculo do perodo ptimo de manuteno preventiva dos componentes.84

5.3.2.1 Perodo de manuteno preventiva dos Cabos do Hold...85 5.3.2.2 - Perodo de manuteno preventiva dos Cabos do Close..86 5.3.2.3 - Perodo de manuteno preventiva dos Cabos do Trolley L.T.87 5.3.2.4 - Perodo de manuteno prev. dos Cabos do Trolley L.M88 5.3.2.5 - Perodo de manuteno em funo dos custos operacionais....89

6 Concluses

6.1 Concluses em relao aos resultados obtidos..91 6.1.1 - Pressupostos iniciais.91 6.1.2 - Ferramentas da qualidade..92 6.1.3 Fiabilidade global dos equipamentos...93 6.1.4 - Clculo do perodo ptimo de substituio preventiva dos cabos.93

6.2 Recomendaes..95

Bibliografia utilizada e referncias Referncias bibliogrficas Software utilizado

ANEXOS I Mapas das avarias para Diagramas de Pareto II Mapas das falhas dos componentes em operao III Mapas das duraes dos cabos

Fiabilidade e gesto da manuteno de equipamentos porturios X

NDICE DE FIGURAS Pg

Fig - 2-1 Diagrama de barras de Pareto com curva crescente de pontos acumulados..11

Fig - 2-2 Esquema de construo de um diagrama causa-efeito.12

Fig - 2-3 Exemplo de um diagrama de disperso sem correlao...13

Fig - 2-4 Exemplo de um diagrama de disperso com correlao positiva....13

Fig - 2-5 Exemplo do fluxograma para seleccionar o tipo de manuteno que se dever adoptar para um determinado equipamento 14

Fig - 2-6 Curvas da funo densidade probabilidade para os diferentes parmetros de forma () da distribuio de weibull...18

Fig - 2-7 rea de no rejeio (sombreado), da distribuio normal reduzida, para um intervalo de confiana de 95% num teste bilateral...22

Fig - 3-1 Layout do Terminal Multipurpose de Sines..28 Fig - 3-2 Esquema da descarga de um Navio com dois descarregadores...29

Fig - 3-3 Navio Capesize standart..30 Fig - 3-4 Produo energtica por tipo de emisso entre 1999 e 200831 Fig - 3-5 Produo energtica percentual por tipo de emisso entre 1999 e 2008.32 Fig - 3-6 Evoluo do carvo importado...33

Fig - 3-7 Correlao entre a produo de energia trmica a carvo e a quantidade descarregada no Terminal..34

Fig - 3-8 Descarregador de Navios e suas principais dimenses e capacidades operacionais..37

Fig - 3-9 Dimenses principais do Stacker-Reclaimer.39 Fig - 3-10 Dimenses principais do carregador de Navios..40

Fig - 3-11 Planta de uma estao motriz de duplo accionamento de um transportador de correia42

Fig - 3-12 Esquema de uma queda de um transportador de correia..43

Fig - 3-13 Rede de transportadores por correia e sentidos de movimentao dos granis slidos..44 Fig - 3-14 Esquema do processo de descarga de carvo e respectivos fluxos.45

Fig - 4-1 Diagrama de Pareto N ocorrncias 2006..50 Fig - 4-2 Diagrama de Pareto do Tempo (minutos) avarias 2006...51 Fig - 4-3 Diagrama de Pareto N ocorrncias 2007..52 Fig - 4-4 Diagrama de Pareto do Tempo (minutos) avarias 2007...53 Fig - 4-5 Diagrama de Pareto N ocorrncias 2008..54 Fig - 4-6 Diagrama de Pareto do Tempo (minutos) avarias 2008...55 Fig - 4-7 Diagrama causa-efeito do desgaste precoce dos cabos de ao..56

Fig - 4-8 Diagrama de disperso entre o ritmo das operaes e a durao dos cabos do Hold....57

Fig - 4-9 Diagrama de disperso entre o ritmo das operaes e a durao dos cabos do Close...57 Fig - 4-10 Curva de Gauss para um intervalo de confiana de 95%..60

Fiabilidade e gesto da manuteno de equipamentos porturios XI

Pg

Fig - 5-1 Preparao de um cabo para se realizar um corte66 Fig - 5-2 Preparao do terminal de pra para enchimento com resina epxida..67 Fig - 5-3 Esquema de funcionamento dos guinchos dos cabos68 Fig - 5-4 Parmetros de forma () e de escala () da distribuio de Weibull dos Cabos Hold.......75 Fig - 5-5 Histograma dos dados dos cabos do Hold..75 Fig - 5-6 Grficos com os estimadores das funes de risco e de fiabilidade dos cabos do Hold ....76 Fig - 5-7 Funo densidade probabilidade de falha dos cabos do Hold.76 Fig - 5-8 Parmetros de forma () e de escala () da distribuio de Weibull dos cabos do Close.77 Fig - 5-9 Histograma com as classes de durao dos cabos do Close..77 Fig - 5-10 Grficos com os estimadores das funes de risco e de fiabilidade dos cabos do Close..78 Fig - 5-11 Funo densidade probabilidade de falha cabos do Close.78 Fig - 5-12 Parmetros de forma () e de escala () da distribuio de Weibull, Cabos do Trolley Lado de Terra..79 Fig - 5-13 Histograma com as classes de durao dos cabos do Trolley Lado de Terra..79

Fig - 5-14 Grficos com os estimadores das funes de risco e de fiabilidade dos cabos do Trolley lado de Terra .....80 Fig - 5-15 Funo densidade probabilidade de falha cabos Trolley Lado de Terra.....80

Fig - 5-16 Parmetros de forma () e de escala () da distribuio de Weibull para os cabos do Trolley Lado do Mar......81 Fig - 5-17 Histograma com as classes de durao dos cabos do Trolley Lado do Mar.81

Fig - 5-18 Grficos com os estimadores das funes de risco e de fiabilidade dos cabos do Trolley lado do Mar ....82

Fig - 5-19 Funo densidade probabilidade de falha cabos Trolley Lado do Mar........................................82 Fig - 5-20 Durao prevista do cabo do Hold em milhares de toneladas.......................................................85 Fig - 5-21 Durao prevista do cabo do Close em milhares de toneladas......................................................86 Fig - 5-22 Durao prevista do cabo do Trolley Lado de Terra em milhares de toneladas.........................87

Fig - 5-23 Durao prevista do cabo do Trolley Lado do Mar em milhares de toneladas............................88 Fig - 5-24 Durao recomendada dos cabos do Hold e Close para o frete em vigor.90 Fig - 5-25 Durao recomendada dos cabos do trolley LT e LM para o frete em vigor...90

Fiabilidade e gesto da manuteno de equipamentos porturios XII

NDICE DE TABELAS Pg

Tabela 2-1 Critrio para determinao do N de classes dos dados...10

Tabela 3-1 Dados da energia produzida e quantidade de carvo descarregado pelas centrais trmicas a carvo....33

Tabela 4-1 Dados das operaes para verificao de correlao entre o ritmo operacional e o desgaste precoce dos cabos do Hold e Close..57

Tabela 4-2 Regresso quadrtica da correlao entre os ritmos e o desgaste dos cabos..58 Tabela 4-3 Resumo dos dados recolhidos para efectuar os testes de hipteses.59 Tabela 4-4 Resumo dos parmetros de manuteno obtidos..64

Tabela 5-1 Tempos de reparao cabos do Trolley (38mm) e do Hold/Close (42 mm)...70

Tabela 5-2 Custos com a sobreestadia dos Navios...71

Tabela 5-3 Resumo dos parmetros obtidos pela modelao dos tempos de vida dos cabos de ao..83

Tabela 5-4 Quadro resumo do tempo ptimo de substituio dos diferentes tipos de cabos. 89

Tabela 6-1 Resumo dos parmetros de manuteno obtidos..93

CAPTULO 1 Introduo

Fiabilidade e gesto da manuteno de equipamentos porturios - 1 -

1 - Introduo

1.1 - mbito do trabalho

No planeamento das actividades econmicas, na maioria dos casos, a fiabilidade e disponibilidade operacional dos equipamentos que permitam exercer qualquer actividade relegada para um plano secundrio o que faz com que surjam custos acrescidos na explorao, que no estavam nos pressupostos iniciais, podendo comprometer a viabilidade de uma determinada explorao. Na indstria transformadora e de produo a componente manuteno tem cada vez mais peso nos custos variveis. No quer dizer que os custos de manuteno estejam a aumentar, mas face s medidas que as empresas tm de implementar para se manterem competitivas, como seja a reduo dos custos das matrias-primas, reduo dos custos com o pessoal, automatizao e modernizao das unidades industriais, e ainda o aumento da eficincia energtica, fazem com que a rubrica manuteno tenha cada vez mais importncia devido aos encargos com a imobilizao dos equipamentos das linhas de produo, pelo que se torna imperativo dar maior ateno a esta componente tantas vezes negligenciada, cujo desempenho ganha cada vez maior importncia nos processo das empresas e indstrias modernas.

Para uma organizao ser vivel necessrio ter uma ideia que venda para um mercado receptivo e um processo produtivo competitivo, eficiente e sustentvel. No primeiro est-se dependente da procura e aceitao do produto/servio mas no processo que a tcnica, eficincia, produtividade, energia e fiabilidade se revelam determinantes para o sucesso de um processo. A manuteno dos equipamentos conferindo-lhes um grau de fiabilidade que permita uma elevada produo com baixos tempos de imobilizao e melhoria da eficincia tcnica e energtica torna-se um objectivo primordial num mundo cada vez mais competitivo onde todos os nmeros contam para garantir a sobrevivncia e prosperidade das organizaes.

CAPTULO 1 Introduo


Os Portos e respectiva infra-estrutura porturia so a principal porta de entrada e sada de mercadorias de Portugal, pelo que a importncia econmica de cada Terminal Porturio cada vez mais relevante. A competitividade produtividade e eficincia destas instalaes, para alm dos aspectos operacionais e logsticos, esto muito condicionadas pelo desempenho dos equipamentos porturios pelo que se torna imperativo aumentar a fiabilidade destes. Para se conseguir este objectivo necessrio analisar e estudar o comportamento actual para se detectar equipamentos problemticos, optimizar a durao dos componentes mais crticos e fazer uma criteriosa gesto da manuteno.

1.2 Objectivos do trabalho A proposta deste projecto tem por finalidade a anlise da fiabilidade e metodologias de gesto da periodicidade da manuteno de componentes relevantes de uma instalao porturia, que utiliza gruas com sistemas de cabos e uma rede de transportadores por correia, utilizando modelaes adequadas.

Pretende-se determinar e caracterizar os parmetros de funcionamento da instalao, no que toca fiabilidade, disponibilidade e taxa de avarias associada ao funcionamento dos equipamentos de descarga de granis slidos dos Navios e seu transporte atravs de correias transportadoras, recorrendo aos registos disponveis.

Aps estudar a fiabilidade, disponibilidade e taxa de avarias decorrentes da actividade dos ltimos 3 anos, ser analisado um componente fundamental e crtico para o bom desempenho da instalao no funcionamento das operaes.

Este trabalho ter dois objectivos relevantes em que o primeiro consiste em estudar o comportamento das falhas e ocorrncias durante a operao de descarga de carvo de navios graneleiros, com Death weight tonelage (DWT) entre as 60.000 (Panamax size) e as 180.000 toneladas (Cape size), e respectiva movimentao e manuseamento que pode ser feito, quer atravs da expedio directa por transportadores de correia de borracha, ou em depsito directo para pilhas de carvo localizadas dentro da instalao porturia.

CAPTULO 1 Introduo


O segundo objectivo ser a anlise da substituio preventiva de componentes, neste caso sero os cabos de ao dos descarregadores, para se determinar o perodo ptimo da sua substituio preventiva minimizando a relao dos custos com a manuteno preventiva com os custos resultantes da manuteno correctiva.

Concluindo o estudo do comportamento da instalao porturia em termos da sua fiabilidade e a disponibilidade de toda a linha da operao de descarga, iremos abordar a reparao preventiva de componentes utilizando os fundamentos tericos descritos no artigo Optimizao do perodo de substituio preventiva de componentes em funo dos custos do Professor Jos Mendona Dias publicado na revista Manuteno N94/94 do 3 e 4 Trimestres de 2007, aplicado a um componente relevante das gruas porturias, que neste caso, sero os cabos de ao. Pretende-se saber se possvel modelar a durao de cada tipo de cabos utilizados nos descarregadores de forma a que se consiga encontrar um ponto ptimo entre o custo da manuteno preventiva e os eventuais custos da manuteno correctiva garantindo, com um elevado grau de confiana, que estes cabos no se rompam durante a operao, o que acarretaria elevados prejuzos. Teremos de procurar manter um elevado tempo de funcionamento do componente em segurana atendendo que este componente e respectiva manuteno preventiva tambm acarretariam custos muito significativos.

CAPTULO 1 Introduo


1.3 Condies e pressupostos Neste trabalho primeiro analisaremos as ocorrncias durante os anos de 2006 a 2008 para determinarmos o tempo mdio entre falhas, a disponibilidade e taxa de avarias para em seguida modelar o tipo de distribuio a que correspondem as avarias observadas e, atravs de um teste de hipteses, verificar se estamos na presena de um processo de Poisson homogneo ou no homogneo com taxa de avarias crescente ou decrescente ao longo de cada ano. Os dados sero depois analisados, recorrendo a algumas ferramentas da qualidade que nos permitam identificar causas mais relevantes e significativas para desenvolver estudos e modelos de durao de componentes. As falhas apenas consideram ocorrncias de natureza tcnica, no considerando falhas originadas por m conduo, operao ou sinistros dos equipamentos da instalao. No caso das condies climatricas que possam influenciar o desempenho dos equipamentos em estudo, estas no sero consideradas, em virtude de no existirem registos que possam ser co-relacionados com eventuais ocorrncias, o que na prtica no ir alterar significativamente os resultados. Apesar dos registos das operaes indicarem sempre qual o operador no momento da falha, estes registos no tm relevncia, uma vez que estes apenas tero utilidade para determinar falhas ou erros operacionais, como j foi dito anteriormente, estes no entram para o estudo que se limita a ser puramente tcnico.

Na anlise da durao dos cabos dos descarregadores, consideramos todos os dados provenientes dos registos disponibilizados como vlidos, embora os valores que sejam considerados muito baixos para a durao destes sejam sujeitos a censura quando se modelar pela distribuio de Weibull.

CAPTULO 1 Introduo


1.4 Corpo do Trabalho

1.4.1 - Este trabalho ser constitudo primeiro por um captulo introdutrio, onde ser feita uma breve introduo, para depois passar ao resumo do corpo do trabalho onde vamos descrever resumidamente os assuntos que iro ser abordados em cada captulo, bem como os meios envolvidos, objectivos e pressupostos.

1.4.2 - No segundo captulo ser feita uma pesquisa bibliogrfica que ir explicar a teoria, fundamentos, definies e frmulas aplicadas nos clculos e desenvolvimento dos estudos que se iro realizar ao longo deste trabalho.

1.4.3 - O Terceiro captulo descreve a empresa, neste caso a instalao porturia, o seu enquadramento econmico e energtico, o princpio de funcionamento tcnico, os equipamentos principais, os processos e sua interaco com os equipamentos e qual a

importncia de cada equipamento ou conjunto de equipamentos no seu funcionamento operacional.

1.4.4 - No quarto captulo, ser feita a anlise dos parmetros da manuteno na ptica da fiabilidade e gesto da Manuteno para a instalao de descarga de carvo com descarregadores porturios e rede de movimentao e transporte de granis.

1.4.5 - No quinto captulo ser feita uma abordagem sobre a manuteno preventiva de componentes que, pela sua criticidade, so de importncia vital na disponibilidade dos equipamentos e reduo dos custos resultantes das paragens operacionais. Neste caso abordaremos os cabos de ao dos descarregadores como um dos componentes vitais para um bom desempenho da instalao com elevadas repercusses econmicas ao nvel do sistema energtico nacional. Ser realizado um estudo para cada tipo de cabo, para determinar o perodo ptimo de substituio preventiva destes componentes garantindo uma boa operacionalidade e reduzindo o custo global de explorao e desenvolvimento desta actividade econmica.

CAPTULO 1 Introduo


1.4.6 - No captulo 6 sero feitas as concluses relativamente aos estudos e clculos prticos realizados nos captulos 4 e 5 assim como as recomendaes para outros estudos, dificuldades, condicionamentos, pressupostos e importncia destes estudos no contexto prtico de uma instalao Porturia de descarga de granis slidos.

1.4.7 Todas as menes, referncias bibliogrficas, citaes, teorias, publicaes e artigos de interesse relevante na elaborao deste trabalho sero devidamente mencionadas. Tambm as ferramentas informticas, aplicaes e software fundamentais nos clculos e na elaborao deste trabalho sero apontadas.

1.4.8 - Os anexos contm os mapas e registos em que se baseia a informao para realizar os clculos. Dada a dimenso e extenso de algumas tabelas, estas foram remetidas para os anexos em que o Anexo I contm o mapa das avarias tipo para elaborao dos diagramas de Pareto, o anexo II contm os mapas com todas as avarias tcnicas anuais para se determinar os parmetros da manuteno e o anexo III contm as tabelas da durao dos cabos para determinao do seu perodo ptimo de substituio.

CAPTULO 02 Pesquisa Bibliogrfica

Fiabilidade e gesto da manuteno de equipamentos porturios 7

Introduo 1 Pesquisa Bibliogrfica

Descrio da Instalao Porturia

2 Pesquisa Bibliogrfica

2.1 Introduo

Para se iniciar um estudo de fiabilidade de uma dada instalao pode-se recorrer a algumas ferramentas da qualidade que podem auxiliar a interpretar o comportamento da instalao e respectivos componentes. Estas tambm podem ajudar na gesto da manuteno e anlise do desempenho da actividade. Complementarmente, a aplicao dos conceitos de estatsticos no estudo, anlise e determinao de valores, parmetros e rcios permitem, ao gestor da manuteno, a tomada de decises de uma forma eficiente e econmica.

A todos os processos industriais est associada a componente manuteno como uma parcela de elevado peso na explorao, devido no s aos custos inerentes manuteno do funcionamento dos processos, como tambm ao custo de paragem, indisponibilidade, imobilizao, quebra de produo, ruptura de stocks, perda de confiana, perda de clientes e acidentes.

No desenvolvimento de novos projectos a tendncia ser sempre a de tentar reduzir o nmero de intervenes e a durao e frequncia das tarefas de manuteno preventiva que requeiram interveno humana ou obriguem a imobilizar os equipamentos com frequncia. Tambm por outro lado, a manuteno correctiva que no esteja sob controlo, pode acarretar imobilizaes dos equipamentos com custos bastante penalizadores.

Torna-se importante o estudo do comportamento da fiabilidade de um sistema recorrendo a diversas ferramentas que permitam o diagnstico da frequncia, durao e quais os componentes mais sujeitos a falhas.



Recorrendo aos dados dos registos histricos de uma instalao pode-se identificar os componentes mais problemticos e as causas das avarias mais frequentes. Como objectivo final pretende-se reduzir ou prevenir o nmero de ocorrncias mas tambm melhorar o desempeno dos equipamentos, tanto ao nvel da fiabilidade como tambm na eficincia operacional.

possvel chegar a algumas concluses sobre o que poder ser melhorado nos equipamentos utilizando os dados dos registos, fazendo diagramas de Pareto para identificar as causas ou equipamentos mais problemticos, para depois ento elaborar um diagrama causa-efeito que seja corroborado atravs de um diagrama de disperso ou cartas de controlo. Este processo, transversal maioria das ferramentas da qualidade, pode conduzir-nos a resultados de grande interesse prtico. Estes procedimentos ajudam-nos a identificar as causas mas tambm ser muito importante determinar a taxa de avarias assim como a fiabilidade e disponibilidade do sistema para podermos saber se um processo est estvel ou se apresenta tendncia para aumentar o nmero ou os tempos de avarias.

As metodologias que permitam diferentes abordagens em estudos de fiabilidade podem acrescentar a vantagem de, recorrendo a diferentes ferramentas, conduzir ao cruzamento de resultados que podero ser confrontados e, caso apontem na mesma direco, podero dar maior credibilidade e consistncia na defesa dos valores obtidos. Contudo, importante manter a objectividade e relevncia das ferramentas escolhidas para estudar cada caso.

Adiante iro ser abordados alguns conceitos tericos referentes s ferramentas da qualidade, modelao estatstica, fiabilidade e gesto da manuteno.



2.2 Aplicao das ferramentas da qualidade na manuteno

2.2.1 Registo e anlise de dados

Todas as anlises e clculos que se iro realizar neste trabalho tm por base os registos de dados da manuteno, avarias dos equipamentos e processos operacionais.

Estes devero ser recolhidos nas mesmas condies operacionais, ambientais e, na medida do possvel, humanas sob pena de os pressupostos no serem os mesmos, resultando numa importante perda de confiana nos resultados quando se fizerem inferncias estatsticas.

Condies operacionais:

Tipo de operao No possvel comparar dados de uma operao de granes slidos com cargas unitizadas ou contentorizadas. Cada tipo de operao, Carga, Descarga e tipo de carga, devem ser tipificadas e classificadas dentro da sua especificidade.

Ritmo da operao Por vezes a operao fica condicionada, quer pelas condies da embarcao (dimenses, obstculos, planos de carga/descarga penalizadores), quer pelas condies dos equipamentos utilizados na operao que podero estar condicionados. Estas situaes conduzem a diferenas significativas dos dados obtidos.

Condies ambientais As condies ambientais tambm influenciam significativamente os dados que se possam obter como sejam temperaturas extremas que comprometam o rendimento das mquinas, intempries que interfiram com os sistemas elctricos e mecnicos e at os ventos fortes que condicionam ou podem mesmo impedir uma operao. Estes factores, para alm de condicionarem as operaes, tambm contribuem para um aumento significativo do nmero e frequncia das avarias o que evidente em processos que decorrem essencialmente ao ar livre.

Humanas Embora, por norma, a operao e manuteno dos equipamentos esteja sujeita a diferentes colaboradores ou equipas, mais evidente quando se trabalha em turnos, estes devero ter formao e competncias que aproxime os nveis uns dos outros, por forma a harmonizar o desempenho de cada equipa em cada turno, por vezes pode surgir um erro operacional sistemtico ou uma falha tcnica frequente devido a uma m concepo do equipamento que poder condicionar a operao e resultar em valores de fiabilidade desenquadrados da realidade do sistema.



2.2.2 - Histogramas

Os histogramas so uma ferramenta da qualidade que permite analisar e caracterizar os dados agrupando-os em classes consoante a amplitude ou grandeza das observaes e que neste caso concreto tambm nos permite fazer uma primeira anlise e caracterizao da fiabilidade e manutibilidade dos equipamentos analisando, numa primeira abordagem, o comportamento estatstico dos dados recolhidos com as seguintes vantagens:

A sua forma permite revelar a natureza da distribuio dos dados recolhidos

A tendncia central (Mdia) e a variabilidade so fceis de observar. Os limites de especificao podem ser usados para determinar a capacidade do

processo em anlise.

Podemos determinar o n de classes de caracterizao dos dados da seguinte forma:

R Amplitude das classes R = H / K (2.1)

H Amplitude das observaes K N de classes (2.2)

N de classes dos dados :

N de Observaes N de Classes de dados JURAN 20 50

51 100

101 200

6

7

8 BESTERFIELD < 100

100 500

> 500

5 a 9

8 a 17

15 a 20 STURGIS N K = 1 + 3,322 x Log N

MONTGOMERY

N

4 e 20 ; K = N Tabela 2-1 Critrio para determinao do N de classes dos dados



2.2.3 Diagrama de Pareto (Anlise ABC)

Diagrama de Pareto, ou diagrama ABC, 80-20,70-30, um grfico de barras que ordena as frequncias das ocorrncias, da maior para a menor, permitindo ver os problemas prioritrios, procurando levar a cabo o princpio de Pareto (poucos essenciais, muitos triviais), isto , h muitos problemas sem importncia diante de outros mais graves. Sua maior utilidade a de permitir uma fcil visualizao e identificao das causas ou problemas mais importantes, possibilitando a concentrao de esforos sobre os mesmos. uma das sete ferramentas da qualidade.

Diagrama de Pareto

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Falha/incidente

Ampl

itude

do

pa

rm

etro

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

% Ac

um

ula

do

Fig - 2-1 Diagrama de barras de Pareto com curva crescente de pontos acumulados

No exemplo acima, referente ao n de falhas de uma instalao, considera-se que as falhas a vermelho sero prioritrias para depois dar lugar s falhas a verde e por ltimo as falhas a azul sero menos importantes para uma eventual aco correctiva.



2.2.4 Diagrama causa-efeito

Tambm conhecido por diagrama de espinha de peixe (Ishikawa) tem por objectivo aumentar o conhecimento sobre o processo levando todos os participantes na sua elaborao a aprender mais sobre os factores em presena e como que eles interagem entre si permitindo identificar de uma forma clara e abrangente as reas em que preciso recolher dados para aprofundar um estudo visando a resoluo dos problemas.

A metodologia consiste em identificar o problema ou definir o objectivo a atingir, identificando as causas e no os sintomas que potenciam o problema.

Na indstria vulgar designar as principais causas divididas em 6 grandes grupos chamados os 6 M (Materiais, Mquinas, Mtodos, Mo-de-obra, Medio e Meio Ambiente) a partir dos quais se vo criando subgrupos de causas.

PROBLEMA OUOBJECTIVO A ATINGIR

MATERIAL MQUINA

MTODOSMO-DE-OBRA

DIAGRAMA CAUSA-EFEITO

MEDIO

MEIO AMBIENTE

Fig - 2-2 Esquema de construo de um diagrama causa-efeito



2.2.5 Diagramas de disperso

Os diagramas de disperso ou de correlao so grficos entre duas variveis que servem para verificar se existe alguma relao entre elas. O objectivo estudar a causa-efeito, embora o diagrama no permita identificar qual a causa e qual o efeito.

Atravs do padro da disposio dos pontos possvel concluir sobre a relao entre as duas variveis que podero ter uma correlao positiva ou negativa, conforme o declive da recta formada ou, caso os pontos se encontrem dispersos, podemos concluir que no existe qualquer correlao. A relao entre os dois parmetros d-nos o coeficiente de determinao que, quanto mais prximo estiver do valor 1, maior ser a correlao entre os dois parmetros em estudo.

Diagrama de disperso sem correlao

020406080

100120140160180

0 5 10 15 20 25

Fig - 2-3 Exemplo de um diagrama de disperso sem correlao

Diagrama de disperso com correlao positiva

0

50

100

150

200

0 5 10 15 20 25

Fig - 2-4 Exemplo de um diagrama de disperso com correlao positiva



2.2.6 Fluxogramas

O fluxograma um tipo de diagrama que pode ser entendido como uma representao esquemtica de um processo, muitas vezes feito atravs de grficos que ilustram de forma simples a transio de informaes entre os elementos que o compem. Pode ser entendido na prtica, como a documentao dos passos necessrios para a execuo de um dado processo. uma ferramenta da qualidade muito utilizada em fbricas e indstrias para a organizao de produtos e processos mas tambm no planeamento dos procedimentos e rotinas em praticamente todas as reas funcionais das organizaes. Na construo dos fluxogramas o incio assinalado um crculo ou um rectngulo arredondado e utiliza-se o losango para indicar as decises e os rectngulos com as aces a realizar, em cada losango as sadas estaro indicadas com um S ou N consoante a condio afirmativa ou negativa. Entre as caixas as setas indicam o sentido das aces a tomar e o fluxograma finalizado com um rectngulo arredondado. No exemplo abaixo temos um fluxograma para seleccionar o tipo de manuteno que se poder adoptar num determinado equipamento ou componente.

A paragem porfalha do equipamento

onerosa?

possvela monitorizao dos

parmetros?

Equipamentoeficiente?

A avaria pe emRisco a Segurana ou

Ambiente?

A interveno demorada oucomplicada?

CORRECTIVA(NO PLANEADA)

PREVENTIVASISTEMTICA

PREVENTIVACONDICIONADA

PREVENTIVA

N

MELHORIA

S S

S

S

N

N

N

N

S

MANUTENOEQUIPAMENTO

Fig - 2-5 Exemplo do fluxograma para seleccionar o tipo de manuteno que se dever adoptar para um determinado equipamento



2.3 - Gesto de manuteno

2.3.1 Conceitos de manuteno

Fiabilidade - a probabilidade de um elemento desempenhar uma funo especificada, segundo dadas condies ambientais e operacionais, durante um perodo de tempo estabelecido.

Qualidade - a totalidade das caractersticas e funes de um produto ou servio que satisfazem os desejos explcitos ou implcitos dos seus consumidores ou utilizadores dentro de determinados pressupostos econmicos.

Disponibilidade - a probabilidade de um elemento, segundo condies de fiabilidade e manutibilidade definidas, realizar uma determinada funo num instante de tempo, ou num perodo definido.

Manutibilidade - a probabilidade de um elemento, segundo condies estabelecidas de utilizao, ser reparado de forma a poder realizar as funes desejadas quando a manuteno efectuada de acordo com processos e fontes descritas.

MTTF (mean time to failure) Tempo mdio de funcionamento entre falhas. Normalmente associa-se esta terminologia a sistemas no reparveis como sejam os componentes, de um dado equipamento, sujeitos ao desgaste ou a deteriorao que inviabiliza a sua recuperao.

MTBF (mean time between failure) Tempo mdio de funcionamento entre falhas. Esta terminologia est focada em sistemas reparveis, como sejam equipamentos ou sistemas mais ou menos complexos, cuja falha de cada componente instalado em srie, obriga paragem de todo o equipamento.

MTTR (mean time to repair) Tempo mdio de reparao aps falha. Este termo mais utilizado em sistemas reparveis, ou seja, equipamentos ou conjuntos de equipamentos que tero de ser sujeitos a reparao, quer por substituio quer ou por recuperao de componentes.

MWT (mean Waiting time) Tempo mdio de espera entre a paragem provocada pela falha e o incio da sua reparao. Este parmetro visa essencialmente avaliar a capacidade e rapidez de resposta dos tcnicos de preveno.



2.3.2 Modelos de Fiabilidade (Sistemas Reparveis)

2.3.2.1 Falhas num processo de Poisson homogneo:

O MTBF pode ser calculado por falhasdenoperaodeTempoMTBF

=

(2.3)

E MTTR dado por falhasden

falhaporparagemdeTemposMTTR

n

i

=

=

1 (2.4)

A disponibilidade (A) dada por MTTRMTBF

MTBFA+

= (2.5)

NOTA : A funo A (t) d-nos a probabilidade do elemento estar a funcionar no perodo t

A taxa de avarias dada por

[ ]dt

tNEd )((= (2.6)

MTBF1

= (2.7)

2.3.2.2 Falhas num processo de Poisson no homogneo:

Se o comportamento das falhas nos indicar que no se trata de um processo de Poisson no homognio, para determinar os parmetros de manuteno, teremos de recorrer ao modelo de

Crow que nos permite testes estatsticos e a definio de intervalos de confiana. Sendo nf O n de falhas, com um tempo de observao T e os tempos de cada falha i :

O MTBF pode ser calculado por

=

nf

iT

nf

1ln

*

(2.8)

A taxa de avarias pode ser calculada por

** T

nf= (2.9) 1**)( == TiT (2.10)

Sistemas reparveis Estatisticamente os sistemas reparveis so aqueles que aps cada falha, so reparados para total desempenho da sua funo at prxima avaria (Dias, 2002). Normalmente associa-se um sistema reparvel a um equipamento sujeito s vrias avarias de cada um dos seus componentes independentes. Os componentes que so substitudos aps cada falha podem-se considerar como sistemas no reparveis, uma vez que normalmente cada componente sujeito sua substituio por um novo que ir repetir o seu ciclo de vida.



2.4 Estatsticas da gesto da Manuteno

2.4.1 - Fundamentos tericos da distribuio de Weibull

A distribuio de Weibull uma funo estatstica cuja funo contnua da densidade probabilidade de uma varivel aleatria assumindo que o parmetro de localizao 0 e x0 dada por:

)(1.).({);;(

tt

tf

= l (2.11)

A distribuio de Weibull usada com frequncia no campo da anlise de dados sobre o tempo de vida e longevidade de um determinado objecto de estudo. Pode estudar o comportamento da longevidade ou outro parmetro de uma populao alvo (Dias, 2007). Quando existe uma relao entre a funo de risco, fiabilidade e tempo mdio para falhar um componente, utiliza-se o modelo estatstico da distribuio de Weibull para descrever o tempo t at falha.

A distribuio de weibull caracteriza-se por 3 parmetros:

- Parmetro de Escala ou vida caracterstica

-Parmetro de Forma

t - Parmetro de localizao (vida mnima) que normalmente aplica-se o zero por considerarmos que no existe durao mnima nos componentes em estudo.

Esta distribuio pode ter um comportamento semelhante a outras distribuies estatsticas como a Normal e a exponencial, conforme a taxa de avarias.

Na figura seguinte (Fig 2-6) temos a relao entre os vrios casos notveis das distribuies estatsticas de onde se pode obter os diferentes valores do parmetro de forma relacionando-o com a distribuio estatstica aplicvel.



2.4.1.1 - Funo densidade probabilidade:

Fig - 2-6 Curvas da funo densidade probabilidade para os diferentes parmetros de forma () da distribuio de weibull

Mantendo o parmetro de Escala constante () e variando o parmetro de forma () consegue-se obter alguns casos notveis da funo densidade probabilidade em que para =1 obtemos uma distribuio exponencial negativa e para =3,4 obtemos uma distribuio aproximadamente normal. A distribuio de Weibull a mais adequada em estudos de durao de equipamentos ou respectivos componentes.



2.4.1.2 Funo de risco

A funo de risco ser dada por (Dias, 2007):

==t

tt

tRtf

th

l

l

)(1.).(

)()()(

(2.12)

Comportamento da taxa de avarias com a funo de risco h(t):

Se a taxa de falhas aumenta no tempo ento > 1 e sugere que temos um desgaste que se acentua com o tempo o que vai provocar um aumento na taxa de avarias.

Se a taxa de falhas decresce no tempo ento 1 e diminui quando 0



2.4.3 - Probabilidade com funo de risco crescente.

(2.14)

Se o custo total envolvido na manuteno preventiva for cp e o custo total envolvido na manuteno correctiva for cf o custo de manuteno ser:

);;(*);;(* tRcptFcf + (2.15)

- Se a substituio preventiva for efectuada para um tempo de vida t a mdia da distribuio truncada em t ser M(t):

dttf

dttfttM

t

);;(

);;(*)( 0

= (2.16)

O tempo ao fim do qual se deveria proceder manuteno preventiva sem considerar os custos associados a esta operao ser:

+t

dttfttRt0

);;(*)(* (2.17)

O valor de t correspondente ao custo ptimo de cada interveno de manuteno preventiva poder ser obtido pelo mtodo iterativo de Newton-Raphson para determinar o custo ptimo

para a durao de t (c(t)):

+

+=

tp

dttfttRtptRCptFCf

tc

0

);;(*)(*

);;(*);;(*)(

(2.18)

0)]([)( ==dt

tCdtc

(2.19)

c t( ) cf 1 R t( )( ) cp R t( )+

t R t( )0

t

tt f t( )

d+

:=



2.5 Teste de Hipteses

Existem duas grandes reas da estatstica que so estatstica descritiva inferncia estatstica (Pereira e Requeijo, 2009):

Estatstica descritiva permite agrupar de forma simples a informao contida num determinado conjunto de dados recorrendo a tabelas, grficos ou medidas que expressem adequadamente a informao disponvel atravs dos dados de uma amostragem sobre o comportamento de um processo ou equipamento. Os mtodos da estatstica descritiva permitem expressar de forma quantitativa a variao desse comportamento.

Inferncia estatstica As distribuies de probabilidade que relacionam matematicamente os valores de uma caracterstica ou varivel, com a probabilidade de ocorrncia desses valores, numa dada populao, so definidos por vrios parmetros que muitas vezes no so conhecidos.

2.5.1 Descrio do teste de hipteses

O teste de hipteses um mtodo de inferncia estatstica que permite verificar, a partir dos resultados obtidos de uma amostra, se uma determinada hiptese feita sobre uma populao, ou vrias populaes, deve ou no ser rejeitado.

A hiptese que se pretende testar a hiptese nula (Ho), a qual contm sempre uma igualdade na sua formulao. Assume-se que a hiptese verdadeira ao longo do teste, at que haja uma evidncia estatstica que permita rejeit-la. Esta rejeio baseada numa estatstica de teste adequada ao caso em anlise ou os dados.

A hiptese alternativa (H1) uma afirmao que constitui alternativa hiptes nula. A rejeio da hiptese nula refora a validade da hiptese alternativa que contm sempre uma desigualdade na sua formulao, como seja diferente, maior ou menor o que para o primeiro caso implica que o teste ser formulado como bilateral, enquanto nos restantes casos ser unilateral quando for formulado como maior ou menor.



2.5.2 Etapas do teste de hipteses

Na elaborao de um teste de hipteses, devero ser seguidos os seguintes passos:

i) Especifica-se a Hiptese nula (Ho) e a Hiptese alternativa (H1).

ii) dentro da hiptese feita, identifica-se a estatstica de teste e caracteriza-se a sua distribuio.

iii) Especifica-se um determinado nvel de significncia , geralmente pequeno, e define-se a regra da deciso onde se vai indicar a regio de rejeio ou regio crtica e a regio complementar de no rejeio.

NOTA : A regio de rejeio definida pelo conjunto de valores da estatstica de teste que conduzem rejeio de Ho. A regio ou intervalo de no-rejeio pode ser bilateral ou unilateral.

Fig - 2-7 rea de no rejeio (sombreado) de Ho, da distribuio normal reduzida, para um intervalo de confiana de 95% num teste bilateral.



2.5.3 - Aplicao do teste de hipteses fiabilidade

Podemos aplicar o teste de hipteses fiabilidade (teste de Laplace) de um sistema para verificar se a taxa de avarias constante ou apresenta tendncia (Dias, 2007).

No teste de hipteses se o resultado verificado for um valor negativo fora do intervalo, indica que estamos na presena de um Processo de Poisson No Homogneo com taxas de falha decrescentes. Se o resultado verificado for um valor positivo fora do intervalo, indica que estamos na presena de um Processo de Poisson No Homogneo com taxas de falha crescentes.

2.5.4 - Teste de Laplace

O Teste de Laplace Permite testar, atravs de um teste de hipteses, se a taxa de avarias constante ou apresenta tendncia. Para que no se rejeite H0, o valor de Zo ter de corresponder a uma probabilidade dentro da rea central da curva de Gauss correspondente ao intervalo de confiana a que se atribuiu ao teste de Hipteses. Na aplicao do teste de Laplace, como em boa parte dos testes de hipteses normal utilizar um nvel de significncia de =5%, que corresponde a um nvel de confiana de 95%.

Ho: Hiptese nula A taxa de avarias PPH H1: Hiptese alternativa A taxa de avarias no PPH PPH Processo de Poisson Homogneo Zo Estatstica de teste Idade do sistema no momento da falha T Tempo de observao do sistema nf n de Falhas

=

= 5,0

***12 1

Tnfi

nfZo

nf

i

(2.20)



2.6 Classificao dos tipos de manuteno No planeamento da manuteno importante classificar o tipo de interveno que se pretende atribuir a um dado equipamento que pelas suas caractersticas tcnicas, tempo de utilizao, custo do imobilizado ou criticidade, poder ser caracterizada por uma destas metodologias de manuteno ou a combinao de vrias para manter o equipamento em funcionamento ao mais baixo custo de explorao. Foi definida uma classificao da manuteno (Cabral, 2006) consoante a forma como os trabalhos so abordados:

2.6.1 - Manuteno preventiva Uma boa manuteno preventiva consiste na determinao dos intervalos de tempo ideais que se traduzam na optimizao do tempo de vida til dos componentes ou equipamentos. A preventiva tem grande aplicao em instalaes ou equipamentos cuja falha pode provocar catstrofes ou riscos ao meio ambiente; sistemas complexos e/ou de operao contnua.

Existem dois tipos de manuteno preventiva:

Preventiva sistemtica assume que as falhas ocorrem segundo o padro da curva da banheira, pelo que os trabalhos so realizados obedecendo a um planeamento baseado em intervalos definidos pelo tempo de funcionamento que permita que os componentes se mantenham em funcionamento dentro dos padres estipulados para o equipamento, reduzindo as falhas ou redues no desempenho.

Preventiva condicional Nos equipamentos ou componentes que pela sua criticidade, custo, importncia ou perigosidade se tenha de acompanhar periodicamente a sua condio de trabalho a fim de se precaver qualquer falha em funcionamento ou permitir um planeamento rigoroso do perodo das intervenes, recorre-se a meios de vigilncia e monitorizao dos parmetros dos equipamento, como sejam a temperatura, rotao ou vibraes. uma manuteno que, por vezes, tem custos elevados e tcnicas mais complexas de diagnstico das condies dos equipamentos, mas que podem evitar prejuzos incalculveis num processo. Permite prever o fim de vida de alguns componentes ou detectar alguma avaria que se esteja a desenvolver podendo evitar uma aco correctiva com os custos associados a uma paragem imprevista.



2.6.2 - Manuteno correctiva a correco da falha ou perda do desempenho de um dado equipamento que normalmente acontece de forma sbita. Este tipo de manuteno geralmente implica custos elevados, pois causa perdas de produo e a extenso dos danos nos equipamentos maior.

Em algumas indstrias adopta-se a correco das falhas aleatrias em determinados equipamentos em funcionamento, ou seja a falha imprevista no inviabiliza o bom desempenho da instalao, rpida a correco da falha e no compromete a segurana. Contudo, a regra dever sempre privilegiar a preventiva salvaguardando alguns casos em que os estudos comprovem que a correctiva poder ser mais econmica e no comprometam a segurana das pessoas e bens. Quando em determinada instalao, s existe manuteno correctiva, diz-se que a manuteno comandado pelos equipamentos.

2.6.3 Manuteno de melhoria - o conjunto de actividades que permite melhorar a fiabilidade e a disponibilidade. Em vez de passarmos o tempo a reparar equipamentos, convivendo com os problemas crnicos, procura-se melhorar o comportamento dos equipamentos, desenvolvendo tcnicas, alteraes ou melhorias ao projecto que permitam melhorar a fiabilidade, a eficincia da produo, a qualidade e promover a reduo dos consumos de energia e matria-prima. So bons exemplos de manuteno de melhoria a automao das instalaes, a lubrificao centralizada, a utilizao de componentes anti-desgaste alternativos ou ainda as modificaes no projecto. Como resultado da ocorrncia de falhas sistemticas ou de manutenes preventivas muito frequentes e exigentes em termos da disponibilidade, torna-se relevante que os responsveis procurem ideias que permitam melhorar os equipamentos ou, caso tal no seja tecnicamente possvel, ponderar a sua substituio por outros melhores ou renovar o sistema produtivo.

NOTA: Normalmente quem est, absorvido pela manuteno correctiva, no ter tempo para fazer um eficiente planeamento da gesto da manuteno ou estudar melhorias. Apenas ter tempo para continuar realizando reparaes constantemente nos equipamentos convivendo com pssimos resultados e limitando-se a ser um trocador de peas.

CAPTULO 3 Descrio da instalao Porturia


1 Introduo 2 Pesquisa Bibliogrfica

3 Descrio da Instalao Porturia

3.1 Introduo No captulo anterior foram abordados os conceitos tericos e toda a pesquisa bibliogrfica em que os captulos 4 e 5 se iro basear. Este trabalho incide sobre os equipamentos de movimentao e manuseamento de granis slidos da instalao porturia que so descritos ao longo deste captulo.

Numa instalao com caractersticas to particulares, como sejam a sazonalidade das operaes, a elevada automao dos equipamentos, a taxa de ocupao dos equipamentos em cerca de 1/3 do tempo total ao ano, torna-se interessante verificar como os dados esperados ou previstos efectivamente se comportam como o esperado ou se, pelo contrrio, como a instalao tem particularidades no seu modo de funcionamento, os dados e anlises realizadas conduzem a valores que tero de ser explicados de outra forma ou com pressupostos que no se tiveram em conta numa fase inicial.

A instalao que queremos estudar, recorrendo s ferramentas da qualidade e da fiabilidade e gesto da manuteno constituda essencialmente pelos seguintes equipamentos principais :

2 descarregadores (prticos) de 42 tons de elevao e uma capacidade mxima de descarga de 2000 tons/h com Baldes do tipo concha de 27m3.

Uma rede de transporte de carvo composta por 22 transportadores de correia e 12 torres de transferncia.

2 Mquinas combinadas Stacker-reclaimer cuja capacidade de empilhamento e retoma respectivamente de 4000 e 2000 tons/h.



3.2 Descrio da Empresa e enquadramento econmico

A empresa Portsines S.A. explora o Terminal Multipurpose de Sines em regime de concesso tendo por objectivo a explorao do Terminal Multipurpose do porto de Sines. O Terminal Multipurpose surge com a necessidade de construir um terminal para descarregar o carvo de Navios de grande porte com capacidade de abastecer as centrais termoelctricas a carvo de Sines e do Pego. Embora o principal objectivo deste Terminal seja o abastecimento de carvo para as Centrais termoelctricas, um segundo objectivo recai sobre a possibilidade de, para alm da movimentao de carvo, dotar o terminal com uma infra-estrutura para a movimentao de carga geral unitizada, contentorizada e outros granis pelo que este Terminal est inserido no Porto de Sines como o Terminal de slidos.

O Terminal Multipurpose foi equipado com as infra-estruturas terrestres e equipamentos, para responder s necessidades crescentes de descarga, armazenamento e expedio do carvo para Centrais Trmicas, quer por transportador directo at Central de Sines, quer por comboio e camio para a Central do Pego e ainda fornece carvo para algumas cimenteiras, embora em quantidades bastante inferiores, e tem capacidade de movimentao de outras cargas e granis recorrendo a equipamentos prprios.

A actividade foi iniciada em 1 de Maio de 1992, ficando o terminal a dispor da capacidade de descarga directa de carvo para a Central de Sines, atravs de um transportador de correia directo, e o armazenamento e carregamento de comboios com carvo para a Central do pego.

Numa segunda fase de projecto, em 1994 o Terminal foi equipado com uma mquina de empilhamento e retoma do Carvo distribudo em dois parques o que permitia aumentar o armazenamento em parque para posterior expedio para as Centrais, pelas vias referidas no ponto anterior.

Numa terceira fase concluda em Setembro de 1997 foi instalada uma segunda mquina de empilhamento e retoma do Carvo, distribudo em trs parques com capacidade para mais de meio milho de toneladas, e ainda um equipamento de carregamento de Navios de pequeno porte com granis slidos.

Em finais de 2000 o terminal ficou equipado com um cais de carga geral e passou a poder movimentar, carregar e descarregar carga unitizada, fraccionada, contentorizada, Roll-on Roll-off e outros granis, recorrendo a equipamentos mveis de Cais como gruas, tremonhas, transportadores mveis e ainda mquinas mveis diversas.



Fig - 3-1 - Layout do Terminal Multipurpose de Sines

O TMS ocupa uma rea de cerca de 35 hectares e tem mais de 1 km de cais de guas profundas com fundos cujo ZH predominante ronda os 18 metros.



3.2.1 Descrio do processo de descarga

O processo de descarga do Carvo de Navios de grande porte a operao mais relevante da instalao porturia, que consiste em descarregar um navio, utilizando os dois prticos equipados com baldes mecnicos tipo concha de 27m3, que escavam o produto directamente dos pores dos Navios e o descarregam para uma tremonha que vai alimentar uma rede de transportadores de correias de borracha que, depois de ser transportado atravs de vrios itinerrios, ir ser depositado em parque ou seguir directamente para a Central Termoelctrica de Sines. O Carvo depositado em parque ser posteriormente retomado, utilizando com uma das duas mquinas de parque, para a Central termoelctrica de Sines por transportador ou para um silo de carregamento de vages, onde o carvo ser expedido por comboio para a Central Termoelctrica do Pego.

Este trabalho ir incidir essencialmente sobre o processo de descarga de navios de carvo que representam mais de 90% do total das cargas movimentadas anualmente.

Fig - 3-2 Esquema da descarga de um Navio com dois descarregadores



3.2.2 Infra-estrutura Porturia

O Terminal tem a seguinte infra-estrutura porturia de Cais:

1 Cais de descarga de carvo com 340 metros, fundos ZH de 18 metros e permite a atracao e descarga de navios graneleiros de grande porte com DWT a partir das 60.000 Tons de DWT (Panamax Size) at aos 180.000 Tons DWT (Capesize).

1 Cais de carga geral com 310 metros, fundos ZH de 18 metros e permite a atracao de qualquer embarcao at 180.000 Tons de DWT.

1 Cais de carga geral com 250 metros, fundos ZH de 15 metros e permite a atracao e de qualquer embarcao at 180.000 Tons de DWT.

1 Cais em rampa, com 34 metros largura, fundos ZH de 15 metros e permite a atracao aproada de Navios com porta de proa que permita a circulao de viaturas equipadas com rodas em sistema de Roll-on Roll-off.

1 Cais, com 150 metros, fundos ZH de 12 metros, para carregamento de granis em Navios at 30.000 Tons DWT com um carregador automtico de Navios (Shiploader).

Fig - 3-3 Navio Capesize standart



Um Navio graneleiro Panamax tem a boca mxima que lhe permite atravessar o Canal do Panam. Os Navios Capesize, tm esta designao porque as suas dimenses no lhe permitirem passar nos canais da Suez ou do Panam, sendo obrigados a contornar os cabos Horn e o da Boa Esperana, estas embarcaes tm, em mdia, as seguintes dimenses:

Death Weigth tonnage - Aproximadamente 150.000 Tons Comprimento - Aproximadamente 300 metros Boca (Largura) - Aproximadamente 45 metros Calado (profundidade) - Aproximadamente 18 metros N Pores - 9

3.2.3 - Enquadramento no sistema energtico Nacional

O TMS descarrega anualmente, em nmeros generalistas, cerca de 3 Milhes de toneladas de carvo para a Central Termoelctrica de Sines, 1.5 Milhes de toneladas de carvo para a Central Termoelctrica do Pego e ainda descarrega cerca de 200 Mil toneladas de carvo para as Cimenteiras. As Centrais Termoelctricas totalizam 6 grupos geradores com potncia bruta de 314 MW o que perfaz uma emisso trmica de cerca de 15.000 Gwh/ano representando cerca de 30% de toda a produo energtica em Portugal Continental.

PRODUO POR TIPO DE CENTRAL

0

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Ano

Gw

h

Saldoimportador

Trmica Gs

Fuel e gasleo

TrmicaCarvo

Recepo deProd. RegimeEspecialHidrulica

Fig - 3-4 - Produo energtica por tipo de emisso entre 1999 e 2008



Podemos ver no grfico acima que a tendncia dos ltimos anos aponta para um aumento das importaes da energia nuclear vinda de Espanha e Frana em detrimento da produo Trmica a Fuel e gasleo. A emisso hdrica depende das condies climatricas em termos da pluviosidade anual.

A recepo de produo em regime especial no s proveniente das renovveis como a elica e solar, mas tambm das mini-hdricas exploradas por particulares.

O peso da energia trmica do Carvo continua a ser elevado, embora a poltica energtica tenha tendncia a desviar esta produo energtica para o GNL e aproveitar ao mximo a energia das renovveis e hdrica. Segundo o Ministrio da Economia, em 2020 a produo energtica Nacional ser distribuda por 20% de renovveis, 40% para as Hdricas e 32% para GNL, ficando a produo trmica a carvo com apenas 8% da produo total.

Produo energia elctrica entre 1999 e 2008

21%

12%

30%8%

20%

9%

Emisso Hidrulica

Recepo de Prod. RegimeEspecialEmisso trmica (Carvo)

Emisso trmica(Fuel+Gasleo)Emisso trmica (Gs)

Saldo Importador

Fig - 3-5 Produo energtica percentual por tipo de emisso entre 1999 e 2008



Neste grfico podemos verificar a evoluo das importaes de carvo em Portugal onde se pode verificar uma reduo significativa no ano de 2008:

0

1.000.000

2.000.000

3.000.000

4.000.000

5.000.000

6.000.000

1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008

Carvo Descarregado no TMS

Fig - 3-6 Evoluo do carvo importado

ANO 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

Gwh 14.142 13.690 12.699 14.326 13.641 13.952 14.291 14.070 11.663 10.423

Tons 5.363.269 5.395.636 4.526.087 5.461.152 5.072.071 5.234.538 5.256.673 5.778.853 4.763.625 3.859.941

Tabela 3-1 Dados da energia produzida e quantidade de carvo descarregado pelas centrais trmicas a carvo.



Correlacionando linearmente a produo trmica a carvo com a quantidade total descarregada no TMS obtemos a seguinte relao:

Correlao entre o carvo descarregado e a produo trmica

0

1.000.000

2.000.000

3.000.000

4.000.000

5.000.000

6.000.000

7.000.000

0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000Produo de energia (Gwh)

Carv

o De

scar

rega

do n

o TM

S (To

ns)

3-7 Correlao entre a produo de energia trmica a carvo e a quantidade descarregada no Terminal

Verifica-se uma correlao linear positiva entre a produo trmica a carvo com o seu consumo. De lembrar que todo o carvo para as Centrais Trmicas passa por este terminal. Os pequenos desvios podero estar relacionados com os perodos de armazenamento que no coincidem exactamente com os perodos de grande consumo.

Calculando uma regresso quadrtica com os valores conhecidos, obtemos o valor de 0,827 o que indica uma forte co-relao positiva entre a produo trmica a carvo e a carga movimentada no TMS.



3.3 - Descrio tcnica dos equipamentos porturios

3.3.1 - Descarregadores de Navios (Prticos de 42 tons) O descarregador de Navios tem como elemento de escavao um balde mecnico de conchas com 27m3 de capacidade que est ligado aos guinchos atravs dos cabos de ao. Para tal, utiliza um guincho de elevao e outro para a abertura e Fecho Balde. Para deslocar o Balde para a tremonha, um outro guincho de movimento horizontal de translao atravs de cabos que ligam os carros (Trolley) dos cabos e do Balde num sistema mecnico complexo.Os guinchos dos descarregadores so actuados por motores de corrente contnua com 507 Kw de potncia, para a elevao e abertura/fecho e 300Kw para o motor do guincho do trolley. Estes motores so alimentados a 525V DC. Para fazer o movimento de translao ao longo do Cais, os descarregadores tambm esto equipados com 10 motores de 28 Kw cada alimentados igualmente a 525V DC.

Conforme iremos ver nos prximos captulos, os cabos de ao dos descarregadores so de primordial importncia no desempenho das operaes com os descarregadores, porque todos os movimentos do Balde se fazem por intermdio dos cabos comandados pelos guinchos:

-Cabos de elevao do Balde - 1 cabo esquerdo e 1 cabo direito de 242 m de comprimento. So cabos de alma redonda 6X36 (DIN 3064) tipo Warrington-Seale , no galvanizados , com ncleo de ao , camadas regulares e carga mnima de rotura 1112 KN e Tenso de rotura dos fios 1770 N/mm2 com 42 mm de dimetro.

-Cabos de abertura/fecho do Balde - 1 cabo esquerdo e 1 cabo direito de 242 m de comprimento. So cabos de alma redonda 6X36 (DIN 3064) tipo Warrington-Seale , no galvanizados , com ncleo de ao , camadas regulares e carga mnima de rotura 1112 KN e Tenso de rotura dos fios 1770 N/mm2 com 42 mm de dimetro.

-Cabos de movimento transversal Lado do Mar - 2 cabos esquerdos e 2 cabos direitos de 153 m no Lado do Mar (L.M.). So cabos de alma redonda 6X36 (DIN 3064) tipo Warrington-Seale , no galvanizados , com ncleo de ao , camadas regulares e carga mnima de rotura 910 KN e Tenso de rotura dos fios 1770 N/mm2 com 38 mm de dimetro.

-Cabos de movimento transversal Lado de Terra - 2 cabos esquerdos e 2 direitos de 114.5m no Lado de Terra (L.T.). So cabos de alma redonda 6X36 (DIN 3064) tipo Warrington-Seale , no galvanizados , com ncleo de ao , camadas regulares e carga mnima de rotura 910 KN e Tenso de rotura dos fios 1770 N/mm2 com 38 mm de dimetro.

-Cabos intermdios - 1 cabo esquerdo e 1 direito de 45.08 m. So cabos de alma redonda 6X36 (DIN 3064) tipo Warrington-Seale , no galvanizados , com ncleo de ao , camadas regulares e carga mnima de rotura 910 KN e Tenso de rotura dos fios 1770 N/mm2 com 38 mm de dimetro.



Nota: Metade dos comprimentos dos cabos de elevao e de abertura/fecho utilizado como cabo de reserva para que no se tenha de proceder sua substituio sempre que seja necessrio proceder a algum corte nestes cabos.

Dados estruturais: Dimenses principais.. (ver fig-3.8) Peso da estrutura do Descarregador em vazio........................1040 Tons Carga mxima a que ficam sujeitos os 24 rodados do Lado Mar 480 KN Carga mxima a que ficam sujeitos os 20 rodados do Lado Terra..400 KN Distncia entre carris (bitola)...24 m Elevao acima do nvel do carril..18.6 m

Dados operacionais: Capacidade de elevao de carga do Prtico42 tons Caudal de descarga em escavao livre...1800 Tons/h Tempo mdio de cada ciclo do Balde..50 segundos Elevao total do Balde48 m Elevao acima do nvel do carril..18.6 m Elevao acima do nvel do carril (Especial)..24 m Velocidade de descida do Balde (em vazio)..150 m/min Velocidade de elevao do Balde (em Vazio)...130 m/min Velocidade de fecho do Balde ..130 m/min Velocidade de abertura do Balde...180 m/min Velocidade transversal do carro do Balde.240 m/min Velocidade de translao (Gantry)25 m/min Tempo de elevao da lana...10 min Velocidade mxima do vento em operao20 m/s Velocidade mxima do vento para parquear..25 m/s Velocidade mxima do vento c/ Prtico parqueado...42 m/s

Dados dos motores principais: Motor de elevao do Balde - ABB , N=507 KW/U=525V DC, 1000 a 1400 rpm Motor de abertura/fecho do Balde - ABB, N=507 KW/U=525V DC,1000 a 1400rpm Motor de Translao do Trolley - ABB N=300 KW / U=525 V DC 1200 rpm Motor de elevao da lana - ABB - N=72 KW / U=525V DC , 1500 rpm Motores de translao do Prtico - ABB - 10 X N=28 KW / 525V DC , 1500 rpm Nota: 6 motores esto instalados do lado do mar, para compensar a maior distribuio do peso do Prtico no Lado do Mar, e somente 4 do lado de terra.

Dados do Transformador: S....1800 KVA U1.6000 VIn1 = 173,21 A U2...................................525 VIn2 = 1979,49 A Ucc.4 % Peso do Transformador4550 Kg Frequncia...50 Hz

Nota: Com 1800 KVA de potncia instalada, estes descarregadores so os mais potentes a operar em Portugal.



Equipamentos auxiliares: Como equipamentos auxiliares do Prtico temos um alimentador Vibrante, que

constitudo por um pedestal com 2 motores-vibradores e uma rassoura comandada Hidraulicamente, que controla o caudal de sada da Tremonha do Prtico para o Transportador de Vaivm (Shutlle), equipado com um Separador de Metais para remover os objectos metlicos ferrosos que vm no carvo, que permite fazer a passagem do Transportador do Prtico para o Transportadores C-1 ou C-2.

Uma unidade Hidrulica est localizada no Patamar intermdio do Prtico e serve para actuar as Portas da Tremonha (Chapa de Derrame, portas laterais e porta traseira), mas tambm para comandar o Cilindro actuador da abertura da Tremonha , que regula o caudal de sada do descarregador para o transportador.

Para os freios do Prtico temos uma unidade Hidrulica de cada lado (L.M. e L.T.) que servem para levantar as quatro garras dos carris que esto tensionadas por uma potente mola Helicoidal que faz uma fora de 200.000 N na fixao do descarregador ao carril.

Existe ainda uma unidade Hidrulica localizada no patamar superior do Prtico para comandar 2 cilindros Hidrulicos que amortecedores dos cabos intermdios do Trolley.

Fig - 3-8 - Descarregador de Navios e suas principais dimenses e capacidades operacionais



3.3.2 Stacker-Reclaimer O Stacker-reclaimer ou Mquina de parque combinada (depositadora-recolhedora) uma mquina concebida para empilhar o carvo, descarregado dos Navios, em pilhas at 16 metros de altura para posterior retoma com a roda-p que funciona como uma fresa mecnica, recolhendo o produto e colocando-o no circuito de transportadores. A SR constituda pela infra-estrutura onde est um transportador elevador que leva o carvo at ao transportador da Lana, instalada na super-estrutura. A Lana roda 90 para a esquerda e para a direita no sentido longitudinal do caminho de rolamento da SR. Quando em modo de retoma a Roda p accionada por um motor de 220Kw e o transportador da lana inverte o sentido para levar o carvo a cair no seu interior at ao transportador instalado ao longo do caminho de rolamento. Uma central hidrulica pressiona dois cilindros hidrulicos que levantam a lana de 50 metros. Para equilibrar o momento do centro de gravidade da lana, est instalado um contrapeso do lado oposto e os cilindros hidrulicos elevam ou baixam este conjunto consoante a altura a que se quer operar com este equipamento.

Para fazer o movimento de deslocao ao longo do caminho de rolamento a SR est equipada com 15 motores distribudos pelos seus trs pilares de suporte de infra-estrutura. Cada pilar tem vrios conjuntos de boogies de rodados, que, semelhana dos descarregadores, distribuiu de forma equitativa as cargas verticais por todos os rodados que compem o sistema de translao. Para rodar a lana esto trs motores que accionam a rotao da super estrutura, permitindo posicionar a Lana no seu local de operao adequado.



Dados tcnicos SR:

Peso da Mquina (sem Contrapeso).666 tons Peso da Mquina (com Contrapeso).810 tons Distncia entre carris (bitola)...9 m Caudal de empilhamento mximo..4000 t / hora Caudal de retoma mximo..2000 t / hora Comprimento da lana50 m Comprimento mximo do Conjunto130 m ngulos de retoma/empilamento da Lana.Esq 90 / Dir 90 ngulos mx. de Elev. Lana em retomaEsq 29 / Dir 31.2 ngulos mx. de Elev. Lana a empilharEsq 32 / Dir 34 Altura mxima alcanada pela Lana 17 m Comprimento do caminho de rolamento..440 m N de rodados......36 Velocidade de Translao0.5 m/ s

Motores: Translao..15 x 11 KW / 690 V , 1440 rpm Rotao da Lana.3 x 11 KW / 690 V , 980 rpm Roda-P1 x 132 KW / 690 V , 1480 rpm Elevao da Lana1x 30 KW / 690 V , 1450 rpm Transportador da Lana... 2 x 110 KW / 690 V , 1475 rpm Transportador Elevador2 x 110 KW / 690 V , 1475 rpm Transformador.U1=6.000V U2 690V S=800 KvA

Fig - 3-9 - Dimenses principais do Stacker-Reclaimer



3.3.3 Shiploader

O Shiploader (carregador de Navios) uma mquina porturia destinada a carregar Navios com granis slidos, atravs de um transportador instalado na lana. Esta lana recebe o carvo retomado dos parques, atravs dos transportadores de correia, e enche os pores das embarcaes de menor calado. Na sua operao tem 4 motores de translao, 2 motores fazem a rotao da lana e uma central hidrulica pressiona 2 cilindros que levanta a lana para permitir posicionar o carregamento.

Fig - 3-10 Dimenses principais do carregador de Navios



Dados tcnicos Shiploader: Peso da Mquina (sem Contrapeso)202,9 tons Peso da Mquina (com Contrapeso)257,9 tons Distncia entre carris (bitola)...9 m Caudal de empilhamento mximo..1500 tons / hora Comprimento da lana25 m Comprimento mximo do Conjunto SL162 m ngulos mximos da Lana a empilhar..Esq 140 e Dir 140 ngulos Elevao da Lana+15 e -10 Altura do cais (NMAM).5,8m Comprimento do caminho de rolamento75 m Velocidade de Translao..0.28 m/s N de rodados20

Dados elctricos e motores: Translao...4 X 11 KW / 690 V , 1440 rpm Rotao da Lana2 X 3 KW / 690 V , 1000 rpm Elevao da Lana..1X 22 KW / 690 V , 1500 rpm Transportador da Lana..1 X 75 KW / 690 V , 1500 rpm TransformadorU1=6.000V U2=690V S=315 KvA



3.3.4 Transportadores de correia de borracha

Os transportadores so constitudos por uma estrutura metlica de apoio aos suportes dos rolos, que podem ser de carga, impacto e retorno. O accionamento desta correia transportadora de borracha feito por um ou dois motores elctricos de corrente alterna trifsica. O arranque destes motores feito por contactor directo que liga os enrolamentos em estrela o que se mantm durante o accionamento do transportador, reduzindo a corrente de arranque e de funcionamento. Entre o motor e a caixa redutora est acoplada uma embraiagem hidrulica que reduz o binrio de arranque e consequentemente, a corrente elctrica de arranque. Esta embraiagem est acoplada caixa redutora que por sua vez acciona um tambor motriz revestido de borracha para ter atrito com a correia transportadora. A correia de borracha tem quatro lonas que conferem a resistncia e evitam o alongamento longitudinal exagerado. A correia passa por um tambor de massas suspenso para dar tenso para poder ser accionada pelo tambor motriz. Nos transportadores de mdia dimenso (mais de 20 metros entre os eixos dos tambores motrizes e tambores de cauda) a correia passa pelos tambores motrizes, tambores de cauda, tambores de tensionamento, tambor de abraamento e dois tambores desviadores para o tensor.Este equipamento para funcionar perfeitamente ter de ter todos os rolos e respectivos rolamentos em perfeito funcionamento, assim como todas as chumaceiras onde os veios dos tambores rodam. Para alm destes rgos mveis temos ainda que assegurar um bom funcionamento das caixas redutoras e respectivo motor elctrico.

Fig - 3-11 Planta de uma estao motriz de duplo accionamento de um transportador de correia


Fiabilidade e gesto da manuteno de equipamentos porturio

fiabilidade e gestão da manutenção de equipamentos portuarios

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